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關鍵詞:醫(yī)學有機化學 教學 探索 知識結構
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0236-02
有機化學是一門集理論性、實踐性和系統(tǒng)性為一體的學科。醫(yī)學有機化學是醫(yī)學、藥學以及生命科學等相關專業(yè)的基礎課程之一。它銜接無機化學,并為后續(xù)的生物化學、微生物學、免疫學、藥物化學、藥理學和醫(yī)學檢驗等課程提供了必備的基礎知識和基本理論。醫(yī)學有機化學的內容雖與化學、化工、生物工程等專業(yè)的有機化學課程大致相同,但教學的側重點、教學的方法須有所差異,對任課教師也提出了更高的要求。筆者從自身的教學實踐出發(fā),從以下4個方面談醫(yī)學有機化學教學實踐中的
1 了解學生化學基礎
筆者所在學校的醫(yī)學專業(yè)面向全國招生,而現階段各省或地區(qū)的高考政策不盡相同,部分新生參加了化學學科的高考,因而具有較為系統(tǒng)的中學化學知識結構,同時對基本的元素、物質以及化學反應有一定的認識,這類學生具備較好的學習醫(yī)學有機化學的基礎;另有部分考生,未參加化學學科的高考,在高中階段學業(yè)水平測試之后便停止了化學的繼續(xù)學習,這部分新生的中學化學基礎薄弱,普遍存在概念模糊,對元素、官能團的認知不清以及對化學反應幾乎一無所知的問題,這些問題導致這部分學生學習困難,課堂參與度低,進一步導致學習興趣和信心的喪失,最終難以順利完成該課程的學習任務。針對不同生源的中學化學基礎參差不齊的情況,我們不僅需要在合班上課時考慮班級合理編排,更需要在課堂教學中照顧到基礎薄弱的學生,同時滿足基礎較好的學生更高的學習需求。另外,我們嘗試適當安排時間對基礎薄弱的學生單獨進行中學化學的重要知識點的回顧和講解,將有利于這部分學生跟上該課程的課堂教學進度,也有助于他們對后續(xù)課程的學習。
2 引導學生系統(tǒng)建立有機化學知識結構
多數有機化學教材,包括該校使用的醫(yī)學有機化學教材均按照化合物類型(如烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白質……)進行章節(jié)編排,雖利于學生依據化合物類型建立知識結構,但各章節(jié)內容仍稍顯分散,知識點較為繁雜,學生掌握不易。為了學生能夠從最基本的有機化學概念、原理出發(fā)建立完善的有機化學知識體系,我們有意識地加強了緒論部分尤其是關于有機結構和有機反應的基本理論的闡述。比如:緒論中我們介紹有機化學反應包含兩個基本的組成:反應物共價鍵的斷裂以及產物共價鍵的生成。共價鍵的斷裂方式只有兩種:異裂和均裂。前者產生自由基,后者產生離子對,兩者均為有機反應的活性中間體,大多數有機反應與這兩種活性中間體的生成及參與有關,從而派生出有機反應的三個基本類型:自由基反應、離子型反應(親核或親電反應)以及協(xié)同反應。在后續(xù)章節(jié)的講解中,我們將具體反應歸屬到上述基本反應類型進行講解。比如:講解烯烴的化學性質時,引導學生關注碳正離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與化學反應;講解羥醛縮合時,引導學生關注碳負離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與親核反應。這樣不僅讓學生能夠從根本上理解反應,并且能夠圍繞基本反應的類型及活性中間體,將內容龐雜的知識點進行歸類并逐步建立相應的知識體系。
3 注重有機化學與醫(yī)學的學科交叉
有機化學之所以成為醫(yī)學專業(yè)的基礎課程,不僅因為有機分子是構成動物、植物體的基本單位,體內的物質轉換及能量傳遞也均與有機化學反應息息相關。在醫(yī)學有機化學的教學中,我們有意識地引入相關的醫(yī)學知識,在強化對知識點理解的同時,闡釋相關的生物學或醫(yī)學現象,從而提升學生對有機化學的學習興趣和熱情。例如:在講解立體化學這一章節(jié)時,我們開篇即以“反應停”(沙利度胺)事件為例,讓學生認識到確定化合物立體構型的重要性。在20世紀50~60年代,“反應停”在臨床上被普遍用于抑制孕婦的妊娠反應,但隨之而來的大量“海豹畸形嬰兒”的出生使該藥物被禁止使用。后來的研究表明,當時使用的藥物“反應停”實際為一對對映體混合物,即安全的R構型及致畸的S構型的混合物。通過這一實例,學生自然意識到立體化學對于有機化合物結構的重要性,課堂專注度也顯著提高。
在具體章節(jié)的講解中,我們還嘗試以常見藥物分子為例來闡釋相關的官能團或者分子片段,做到醫(yī)學、藥學知識與有機化學知識點的融合。比如:在羧酸及其衍生物的講解中,我們以青霉素等為例向學生介紹了含特殊結構片段――“β-內酰胺”的一類抗生素,使學生對酰胺的理解得以強化。同時,我們還對青霉素的發(fā)現、發(fā)展和臨床應用背景進行了介紹,從而一定程度上激發(fā)了學生對醫(yī)學研究的興趣。如圖1
4 傳統(tǒng)教學手段與現代教學手段相結合
有機化學雖然是一門經典的理論學科,但是課程講授中也需要表達有如電子軌道、分子軌道、化合物空間結構以及反應機理、反應歷程等較為具象化的內容,因而多媒體的使用可以幫助學生理解和記憶相關內容、培養(yǎng)空間思維能力,從而提高教學效果。多媒體課件中,內容的呈現方法還應做到多樣而豐富,比如:我們課堂上利用Flas等形式向學生展示反應歷程、反應現象以及部分實驗的操作方法,取得了很好的效果。此外,在教學中仍然需要板書課堂內容的提綱和要點,以便于學生課堂記錄并迅速把握重要的知識點。
參考文獻
[1]陸陽,劉俊義.有機化學[M].8版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2013.
有機化學課程是工科院校一些專業(yè)的基礎課,學習此門課程很重要。但隨著教學調整,學時數在減少,針對少學時有機化學課程,我們在課程內容整合、教學手段多樣化、實驗內容選擇等方面進行改革初探,使學生擁有會學習有機化學、學好有機化學的能力,也可以提高少學時有機化學的教學質量。
關鍵詞
少學時;有機化學;教學改革
有機化學課程是化學類相關專業(yè)非常重要的一門基礎課程。有機化學課程主要研究有機化合物來源、組成、結構、制法、性質、用途及其相關理論等問題,是許多有關學科的理論基礎或技術基礎。因此,學好有機化學對學習有關專業(yè)知識非常重要。
一、課程內容的革新
1.注意與高中所學相銜接
有機化學是螺旋式上升的課程,在新的課程標準中高中有機化學主要是讓學習者初步掌握有機化學的基本知識,了解有機化學研究的基本方法,認識有機化學知識在日常生活和社會發(fā)展中的重要作用和意義。然而,本科有機化學則是在高中有機化學的基礎之上進行一定的升華,學生得到一個完整的認識過程,使知識系統(tǒng)化。理論部分是在中學的基礎上加以提高,在理論教學過程中,充分引用生活中常見的與有機化學相關的現象與實例,擴展和改變學生的思維,將理論與實踐聯(lián)系起來并應用于實踐。
2.注意課程內容的取舍
有機化學發(fā)展到今天,其內容面廣點深,絕不是短時間內可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的學時內完成這一任務,這也要求我們在教學內容上采取少而精的原則,突出重點、難點,對于簡單而必須了解和掌握的學生必須學會自學。從內容上分為基本理論和知識、主干內容(飽和烴、不飽和烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮,羧酸等)。基本理論包括緒論里的內容(共價鍵的知識、雜化理論),還有命名,異構現象,電子效應、結構和表征,基本性質等。主干內容包括各類有機化合物的化學性質。每一類化合物中必有一個特征反應,或是親電取代、或是親電加成,或是親核取代,或是親核加成,這個和官能團的結構有著密切的關系,也是這一類化合物首先要掌握的反應。其次有的一類化合物還有氧化還原反應、α-H的反應,氧化、還原等等也是必須要學會的反應。還有的一類化合物獨有的反應必須要著重講明,如鹵代烴和金屬鎂的反應。有的還要結合所講專業(yè)的特點將某個章節(jié)重點突出講解,以達到學習有機化學的目的。有些知識可以略講或留給學生自學,如物理性質、聚合反應,等等。
3.注重教材選擇
教材是學生學習的重要資源,課堂學習的參照,教材的重要性不言而喻。目前,工科類有機化學教材很多,我們選用的是天津大學高鴻賓主編的《有機化學簡明教程》第二版,這本書增加了一些與有機化學相關的在生產和生活方面有實用價值的內容,與專業(yè)相關性連接緊密。我們學院還自己編寫了習題集《有機化學導學》,這些習題結合上課內容,對學生針對性的聯(lián)系很有幫助,實際效果良好。
二、實驗教學的改進
工科的有機化學實驗課時也較少,所以所做實驗一定要突出有機實驗基本操作、有機化合物合成的基本步驟、提純的方法,為了更好的達到實驗效果,就需要在有機化學實驗教學中滲透創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。我們將實驗教材中提到的知識點逐一加以分析,選擇能夠包含這些知識點的連續(xù)合成實驗代替原有化合物的性質操作練習,以合成產物作為下一步合成的原料,此實驗方案解決了長期以來學生對有機化學實驗興趣不高的現實,學生每步的實驗過程都是最終產品的一個重要組成部分,強化了有機實驗過程的邏輯性,使學生主動了解實驗過程,分析實驗成敗與得失,在過程中不僅學習了實驗基本操作,更以系統(tǒng)的觀點掌握有機化學實驗的要點。任課教師要不斷提高自身的教學能力,加強實驗教學的研究,提高實驗教學質量。理論課老師兼帶實驗的模式可以跟好地將理論與實踐相結合,在理論課上講授基本原理,在實驗過程中教師可以引導學生自行設計更優(yōu)的實驗方法,使學生的創(chuàng)新性思維得以發(fā)展。
三、授課方法的改革
蘇霍姆林斯基說過:“不能使學生參與是教師的最大過失。”這就是說,只有教學過程中多與學生互動,才能引起學生對教學內容的高度關注,才能有興趣去關心現實問題。在課堂教學中,可以適時向學生提問,或提出問題與學生共同討論,用啟發(fā)性的語言誘導學生的思維活動,使學生根據教師講授的線索進行獨立思考,開展積極思維活動,真正成為主體。啟發(fā)式教學是以充分調動學生的主觀能動性為教學指導思想的教學活動,啟發(fā)式教學方法是現代大學教學方法的主要特征。啟發(fā)式教學強調教師在教學中最大限度地調動學生的思維和學習的自覺性,引導學生融會貫通地掌握知識、培養(yǎng)發(fā)現問題、分析問題、解決問題的能力。
第一,在每章開始前把該章的教學目的、重點、難點明確告訴學生。在講授時,對重難點講深講透,根據有機化學的特點辯證施教。學習有機化學需要抓住以下幾點并聯(lián)系起來看問題。一是結構決定性質,性質反應結構。所以知道化合物的結構至關重要,也要深入并用自己的語言來理解價鍵理論、雜化軌道理論等重要理論。二是官能團的定義。官能團是活潑的容易發(fā)生反應的原子或基團。有機化學課本都是根據官能團分類的結果來分配成相關章節(jié)講解的,所以每一章中官能團首當其沖會發(fā)生反應。三是有機化學反應就是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。一定要看反應的部位和有機化合物中主要的碳原子的去向。四是電子效應(誘導效應、共軛效應和場效應)、立體效應。這兩個效應是以影響有機化合物的結構和有機化學反應的重要因素,考慮問題時需要時刻考慮的。五是有機化學穩(wěn)定性原理,從反應物到中間體再到生成物,越穩(wěn)定越容易反應。
第二,短學時的課程注重知識間的銜接、對比和總結。烷烴、烯烴和炔烴是鋪墊章節(jié),重點讓學生掌握sp、sp2、sp3雜化:有機化合物中主要的原子是碳原子,它都是雜化了以后去形成化合物的。不飽和烴、芳烴和鹵代烴要深深理解官能團的特征反應(親電取代、親核取代、親電加成和親核加成)的意思。芳烴由于共軛效應形成了芳香大π鍵,所以雖有雙鍵不容易加成而是取代的特殊一章,此章總結性講解,五個化反應,一取代到二取代,二取代到三取代。鹵代烴和醇,醇和酚,酚和芳烴,醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化學性質,可以對比著講解。
第三,課堂中滲透學習有機化學反應的方法,學習起來就會變得容易很多。抓住官能團及其附近是容易發(fā)生反應的部位,再看舊鍵新鍵的變化、碳原子的去向以及一些規(guī)則就可以很好的記住化學反應方程式。第四,遇到上節(jié)課有重要的化學性質或理論時,都會回憶上節(jié)課所學習的內容,形式可以多樣化,比如讓學生回答上節(jié)課所學內容或者針對上節(jié)課的重點做幾道相關的習題,并給學生進行打分制,記錄到平時成績里,這樣可以使得學生關注每節(jié)課所講的知識,使學生的知識由感性上升到理性,由分散到系統(tǒng)化、完整化,完成教學上的又一次升華。
總之,通過幾年的有機化學教學,我們逐步探索出了一套少學時有機化學課程的教學規(guī)律和方法,優(yōu)化了教學內容,改善了課堂教學效果,提高了有機化學的教學質量,取得了較好的效果。當然,有機化學的教學建設與改革仍在不斷地向前發(fā)展,需要我們不斷地提高教學水平,研究和分析少學時課程教學規(guī)律仍將是我們提高教學質量的一項重要工作。
作者:楊卉 李松波 郝燕 王延銘 單位:內蒙古科技大學化學與化工學院
參考文獻:
[1]李龍,烏云.談現階段高中有機化學與本科有機化學的教學銜接[J].科教文匯,2013,(09).
在有機化學方程式的記憶中,一些學生往往不是靠死記硬背,就是照搬照抄,其實不然,學習的關鍵在于理解,牢牢掌握發(fā)生有機化學反應的過程(即反應機理)是最為關鍵.何處斷鍵?何處成鍵?反應條件是什么?官能團如何轉化?反應類型是什么?性質有何改變等等.只有通過真正理解有機反應轉化之機理,然后運用類比遷移模擬等一系列的思維方法來分析解決問題.如乙醇和乙酸的酯化反應.酯基的形成在于乙酸和乙醇的如何斷鍵,通過對同位素的標記,其實質就是酸脫羥基醇脫氫的反應.理清究竟哪里實現酯基的構成,以及酯形成的反應條件等等.下次碰到同樣類似問題也就簡單了許多,例如硝酸與甘油形成三硝酸甘油酯的反應,其實也就是如何形成酯的過程.掌握了化學反應規(guī)律和轉化的機理,解題能力也會相應提高,復習的效率也就隨之大幅度的上升,在有機化學復習的過程中做到能觸類旁通,舉一反三之效果.
二、養(yǎng)成歸納,理解相互轉化的習慣,沉淀記憶.
有機化學中非常重要的一塊就是物質間的相互轉化,而在高考中常見的題型就是有機推斷與合成.因此我們學生要在充分理解有機物官能團相互轉化關系的基礎上,實現對有機物的有效轉化.譬如我們要想合成一種聚合物,就要以尋找該聚合物單體為目標,依據該單體的結構特點進行分析遞變.一般官能團轉化的路線為烯烴鹵代烴醇醛酸酯,只要我們的學生能真正理解這些官能團相互間的轉化,有機物間的物質轉化也就變得得心應手了.因此,我們在有機化學復習的教學中最為關鍵的一步就要求學生記憶官能團轉化的一般路線并加以一定的靈活應變,達到對知識的融會貫通之目的,也對我們解決有機題大大提供了捷徑.在有機化學學習到一定程度,必然要再進行歸納與總結,比較與記憶,最后一些重要有機物的性質和常見轉化要不斷沉淀.在此基礎上還可借鑒一些有機巧記法,如:高中有機化學知識“四項基本原則”、四類平面結構、四類取代反應.運用多種方式幫助學生記憶和分析,寓知識記憶于趣味之中,也讓學生感覺到有機化學的學習其實并不辛苦.
三、講練結合,學會前后對照比較的思想.
在有機化學題中合成推斷是一種比較常見的題型,我們學生往往感到較為頭疼或無從下手,從而導致失分較多.其實要解決好這類問題,減少失分的關鍵在于我們學生在練習的過程中一定要以對照比較為宗旨,仔細觀察兩者有機物在轉化前后中的區(qū)別,變的是什么不變的是什么,抓住本質,這個官能團的變化是如何實現的,利用我們的現有的有機基礎知識充分解決內在的關系.由難變易,由繁變簡,充分培養(yǎng)學生的解題應答能力,從而實現課堂的高效率.
四、有效針對訓練,尋找突破,實現自主學習.
一、結構決定性質――學習有機化學的法寶
結構決定性質,性質反映結構,這在有機化學中表現得特別明顯,把握結構與性質的關系是學好有機化學的基礎。這不僅表現在化學性質中,而且體現在物理性質上。因此在有機化學的學習中,要善于利用好這個法寶。這樣在有機化學學習時才能觸類旁通,收到事半功倍的效果。
從物理性質看,有機物的一些物理性質存在內在規(guī)律,如果抓住其中的規(guī)律,就可以更好地認識有機物。
1.狀態(tài)(常溫)氣態(tài):n≤4的烴、新戊烷、甲醛、一氯甲烷、一氯乙烷、一溴甲烷。
液態(tài):低級(十碳以下)醇,醛,酸,酯油酸等。
固態(tài):苯酚,草酸,苯甲酸,硬脂酸,軟脂酸等。
3.溶解性:①有機物中含憎水基團(-R烴基)和親水基團(-OH,-CHO,-COOH)憎水基團-R部分越大越難溶于水。②能溶于水的:低碳的醇、醛、酸、鈉鹽,如乙(醇、醛、酸)乙二醇、甘油、苯酚鈉。③難溶于水的:烴,鹵代烴,酯類,硝基化合物。④微溶于水的:苯酚、苯甲酸。⑤苯酚溶解的特殊性:常溫微溶,65℃以上任意溶。⑥相似相溶:有機物均能溶于有機溶劑。
4、沸點:①同系物比較:沸點隨著分子量的增加(即C原子個數的增大)而升高。②同類物質的同分異構體:沸點隨支鏈增多而降低。③衍生物的沸點高于相應的烴,如氯乙烷>乙烷。④飽和程度大的有機物沸點高于飽和程度小的有機物,如脂肪>油。⑤分子間形成氫鍵的有機物沸點高于不形成氫鍵的有機物如:乙醇>乙烷。
從化學性質看:烷烴的單鍵結構決定了化學性質的穩(wěn)定性,取代反應為它的特征反應;不飽和烴中的雙鍵、叁鍵由于其中的一個、兩個鍵易斷裂,化學性質比較活潑,加成和加聚反應為它們的特征反應;苯芳烴由于苯環(huán)結構的特殊性使其具飽和烴和不飽和烴的雙重性質,能發(fā)生取代和加成反應;烴的衍生物的性質,決定于官能團的性質,因此要根據官能團種類分析烴的衍生物的性質。如甲酸乙酯、葡萄糖,盡管它們不屬于醛類,但它們都含有醛基,因此它們都具有醛的主要性質(如銀鏡反應等),甲酸(H-CO-OH)從結構看,既有-COOH,又有-CHO,因此甲酸具有酸和醛的雙重性質。
從結構決定性質看,有機化學的學習一般有其固定的規(guī)律與方法:典型物質結構性質用途制法一類物質。在課后整理知識時,遵循這條線索,可以達到事半功倍的效果。
二、分析“斷鍵”規(guī)律──正確書寫反應的關鍵
在有機化學反應方程式書寫時,同學們面對復雜的有機分子結構有些茫然,如果能抓住反應過程中化學鍵的“斷鍵”規(guī)律,則對正確書寫反應產物,配應方程式將提供很大的幫助。例如,乙醇主要化學反應的斷鍵規(guī)律:
三、抓好相互聯(lián)系──達到知識融會貫通
在有機學習中,除了要掌握好各類有機物的性質、用途外,更重要的是要掌握有機物之間的相互轉化關系,理清知識間的聯(lián)系,形成知識網絡,達到對知識的融會貫通之目的。如重要烴及烴的衍生物的相互轉化關系可表示為:
在有機框圖推斷題的解題過程中,關鍵是確定突破口。有機物的官能團往往具有一些特征反應和特殊的化學性質,這些都是有機物結構推斷的突破口。比如:能使溴水褪色的物質可能含有碳碳雙鍵,碳碳三鍵或酚類物質(產生白色沉淀);能發(fā)生銀鏡反應或與新制氫氧化銅懸濁液煮沸后生成紅色沉淀的物質一定含有醛基,等等。
四、學會辯證分析――合理分析推理有機物的性質
一、抓住要點,掌握規(guī)律,形成研究有機化學的思維方法
有機化學的中心問題是性質與結構的關系問題,把握性質與結構的關系是學好有機化學的基本.首先學習理解化合物的結構,掌握有機化合物的性質特征,包括物質的物理性質和化學性質.結構決定性質是學習有機化學的有力武器.例如烷烴化學性質的穩(wěn)定性由其單鍵結構決定,而相應的烷烴的特征反應為取代反應;不飽和烴化學性質比較活潑,因為不飽和烴中的雙鍵、叁鍵易斷裂,相應的其特征反應為加成反應和加聚反應;由于苯環(huán)結構的特殊性使苯芳烴具飽和烴和不飽和烴的雙重性質,能發(fā)生加成和取代反應;烴的衍生物官能團的性質決定其性質,如葡萄糖、乙酸乙酯,盡管它們不屬于醛類,但它們含有醛基,因而具有醛的化學性質(如與斐林試劑反應出現磚紅色沉淀等),甲酸(H―CO―OH)從結構看,既有―CHO,又有―COOH,所以甲酸具有醛和羧酸的雙重性質.由此可見可根據物質官能團種類分析烴衍生物的性質.
有機化學學習的一般方法與規(guī)律:結構性質用途制法物質.有機化學學習的基本思想理念――“結構決定性質,性質反映結構”及思維方法――“歸納推理,演繹推理,類比推理”.
二、弄清機理,類比遷移
學習每類有機物時,把握有機物的反應機理是關鍵,例如:當化學反應發(fā)生時,何處斷鍵?何處連鍵?需要什么樣的反應條件?是什么樣的反應類型?這些都需要理解記牢.之后利用類比遷移等方法來分析思考問題.例如已知某物質的結構式,則根據其擁有的官能團分析它具備的性質――觀察到醇羥基便想到醇的性質,觀察到酚羥基便想到酚的性質等等.寫化學方程式時按照該類物質的反應機理書寫,即常說的照葫蘆畫瓢.在學習有機化學性質與結構過程中,以抓住官能團結構特征作為分析有機物的起點與終點,進一步全面認識官能團的性質,推導含該官能團的化合物性質,并分析各種官能團之間聯(lián)系,例如相互關系、性質的影響.弄清機理,類比遷移可謂是學習有機化學中的法寶.
三、經常歸納,沉淀記憶
學習完一章后,及時復習,并把該章的內容按表格形式進行歸納總結.從中找出各類物質的相似與不同,著重記憶不同的知識點.長此以往,在做題時便會清晰明了,不再混淆題目信息.學完有機化學后歸納總結,各章比較記憶,重要的性質不斷重復記憶,逐漸形成永久性記憶.此外還可利用巧記法,如:高中有機化學知識“四項基本原則”、順口溜等等.利用多樣的方法幫助學生記憶.例如表1,歸納三者(乙烷,乙醇,溴乙烷)之間的聯(lián)系.
四、學練結合,活學活用
理科光學不練等于白學.例如部分同學對有機物的性質記得很牢固,背的很熟練,解釋起來也頭頭是道,但是做起題來便
表1乙烷乙醇溴乙烷結構簡式CH3CH3CH3CH2OHCH3CH2Br結構特點(官能團)無―OH―Br結構中相同部分烴基部分均為乙基結構中的相同點烴基部分都是飽和的化學
性質取代反應√√√消去反應×√√其他被氧化,與鈉反應手足無措,無法將所學靈活運用在做題上,這便是存在知識學與用隔閡的問題.我認為在日常的學習中就應看重知識與典型練習題的結合,做題不僅加深對知識的印象,還有助于做題思路的形成.“題海戰(zhàn)術”雖然不提倡,但是要學會做題,做典型例題,自己心里要明白,哪些題是自己不會的,要學會分析自己不會的原因,從課本上找到相對應的知識點,學透,這一類的題就能觸類旁通,所學知識點就能很好地運用到做題上,事半功倍,活學活用,同時,也要避免盲目做題,為了做題而去做題,不要只在乎數量,而不求質量,做題的目的是要讓我們更好地理解知識點.另外,要做好錯題整理與歸納,將自己做錯的題整理,歸納,比較,避免以后再犯類似錯誤.例如:在學習酯的物理性質時,酯不溶于水,且密度比水大,便可向學生提問:水與酯混合現象是怎么的?學生做出回答:出現分層現象,上層液體是水,下層液體是酯.在練習中總結經驗,在經驗中鞏固知識,觸類旁通,下一次遇到類似問題的時候就很容易找到切入點,這個過程是最有效的學習方法.
五、掌握聯(lián)系,融會貫通
在學習有機化學過程中,不僅要掌握好各類有機物的性質、應用,更要掌握有機物之間相互轉化的關系,理順知識間的聯(lián)系,形成知識網絡,是自己對知識的融會貫通.
例如重要烴及烴的衍生物的相互轉化關系可表示為:CHCHCH2=CH2CH3CH3 CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
在有機物的相互轉化中,要掌握轉化過程的反應類型、反應方程式,更要明白轉化過程與物質性質、制備、用途的關系.
六、針對訓練,迅速突破
關鍵詞:官能團類別;結構;性質
文章編號:1008-0546(2013)07-0086-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.034
在中學階段化學可分為無機化學和有機化學兩大塊。有機化學中主要包括有機化合物之間的相互轉化和聯(lián)系。有機化合物簡稱有機物,它主要由碳元素、氫元素、氧元素組成。有機物是生命產生的物質基礎。大多數有機化合物主要含有碳、氫兩種元素,此外也常含有氧、氮、硫、鹵素、磷等。部分有機物來自植物界,但絕大多數是以石油、天然氣、煤等作為原料,通過人工合成的方法制得。同無機物相比,構成有機物的元素不多,但有機物的種類繁多、數目龐大。要想學好這些有機物光靠死記硬背是不行的,需要從官能團的有關性質入手,主要從以下五個方面入手:
一、借助官能團類別,認識有機物的結構、組成及分類
官能團是決定有機物化學性質的原子或原子團。中學階段常見的官能團有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、羥基、羧基、醛基、酯基、羰基、醚鍵等等;確定了官能團的類別,就可以認識有機物的結構;而結構就決定其性質及組成。例如乙醇的分子式為C2H6O,如何確定乙醇官能團的位置與結構,很多學生只是死記硬背其結構簡式。其實在教學過程中,可以先讓學生寫出其可能有的結構,再讓學生動手操作其球棍模型觀察其不同的結構模型。讓大家先形成一種感性的認識,對于分子式C2H6O有兩種不同的結構,一種是CH3CH2OH,另一種是CH3OCH3,到底是哪種結構?可以讓學生討論和交流,學生各抒己見。實驗是檢驗其結構的標準。大家動手做金屬鈉與無水乙醇的實驗,觀察到實驗現象金屬鈉沉在無水乙醇的底部,在金屬鈉的表面有氣泡均勻冒出;說明金屬鈉能與無水乙醇發(fā)生化學反應。據此實驗可以確定乙醇的結構。對于乙醇的結構可以有兩種解釋;第一種是根據少量的金屬鈉保存在煤油中,而煤油是烴類的混合物,只含有C和H兩種元素,由此說明金屬鈉與碳元素上連接的氫元素不反應,無水乙醇與金屬鈉反應只能與羥基上的氫原子反應。從而證明乙醇分子中含有醇羥基;另一種方法是通過實驗驗證進行定量計算得出結論,取一定量的金屬鈉與一定體積的無水乙醇反應。這樣通過實驗驗證定量計算發(fā)現2mol乙醇和2mol金屬鈉反應生成1mol氫氣。由此確定出乙醇分子的結構中含有一個醇羥基。
二、根據官能團的特點,確定物質的性質
有機物的種類和數目非常繁多,原因之一就是存在許多的同分異構體,它們屬于分子式相同,結構不同的化合物。例如分子式為C5H12O,它的同分異構體的數目就很多。如果根據官能團的種類進行分類,以含有相同的醇羥基的同分異構體有六種,結構決定性質。只要具有相同的官能團,不論醇羥基在任何位置其化學性質相似。例如:凡是醇都可以發(fā)生燃燒反應生成二氧化碳和水;凡是有機物中含有醇羥基就能跟金屬鈉、鉀等活潑金屬反應置換出氫氣,不能跟氫氧化鈉、碳酸氫鈉反應;凡是有機物中含有醇羥基就能跟氫酸(HX)發(fā)生取代反應,生成相應的鹵代烴;凡是有機物中含有醇羥基就能羧酸發(fā)生酯化反應生成相應的酯等等;凡是有機物中含有醇羥基就可以發(fā)生分子間脫水 (取代反應)生成相應的醚。一般醇可以發(fā)生氧化反應生成相應的醛或酮,只有少數醇不能被氧化生成相應的醛或酮。這是由于官能團的位置不同,當醇羥基的位置連接在末端碳原子上,就都能被氧化成醛;當醇羥基的位置連接在中間碳原子上,并且此碳原子上還必須連接氫原子,就都能被氧化成酮,反之此碳原子上沒有連接氫原子就不能被氧化生成相應的醛或酮;同樣大多數醇在濃硫酸作催化劑條件下,可以發(fā)生消去反應生成相應的烯烴。凡是連有醇羥基的鄰位碳原子連有氫原子,就可以發(fā)生消去反應生成相應的烯烴,反之連有醇羥基的鄰位碳原子沒有連有氫原子,就不能發(fā)生消去反應生成相應的烯烴。掌握好官能團的特點,就可以確定有機物的性質,這對學好有機化學非常重要。
三、明確反應條件對官能團的影響,做到舉一反三,靈活應用
由于官能團相同而反應條件不同時,造成產物不同。因此要記清條件,靈活應用做到舉一反三。例如乙醇與氧氣反應,在點燃的條件下生成二氧化碳和水;而在銅絲做催化劑加熱條件下生成乙醛和水。有時反應溫度不同,產物也不同。還是以乙醇為例,乙醇在濃硫酸做催化劑條件下,溫度在140℃度時進行分子間脫水,發(fā)生取代反應產物是乙醚和水;而在170℃時進行分子內脫水,發(fā)生消去反應產物是乙烯和水。因此做乙醇生成乙烯的實驗中溫度要快速升至170℃,否則就會有副產物生成。同樣酯類的水解,在酸性條件下水解不完全,生成相應的酸和醇;而在堿性條件下水解完全,生成相應的鹽和醇;因此油脂在堿性條件下水解完全,被稱為皂化反應。反應條件不同,產物不同是有機化學學習的一個重點。
四、注重官能團之間聯(lián)系,研究物質的合成
有機物之間能夠相互轉化,都是利用官能團的之間聯(lián)系。目前中學階段常見的官能團有碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、羥基、羰基、羧基、醛基、酯基等。以乙醇為例合成乙酸乙酯,其合成路線是乙醇中的醇羥基經催化氧化為乙醛,乙醛進一步氧化為乙酸,乙酸中的羧基與乙醇中的羥基在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯,而乙酸乙酯中的酯基又可以發(fā)生水解反應生成相應的醇和羧酸。因此凡有關物質的合成的問題,要學會分析合成的有機物屬于何種類型,帶有什么官能團,與哪些信息有關;還要綜合運用有機反應中官能團的衍變規(guī)律及有關的提示信息,掌握正確的思維方法,綜合運用順推或逆推的方法導出最佳的合成路線,這是學好有機化學的有一個訣竅。
五、辨別官能團的特性,準確理解反應機理
有機物中不同的物質,化學性質不同,造成它們不同的原因在官能團上。官能團不同,在化學反應中表現的反應機理不同。例如,乙醇與乙酸在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應,它們的反應過程是乙醇中的官能團—羥基去氫,乙酸中的官能團—羧基去羥基;醇與酸發(fā)生酯化反應機理是:酸去羥基,醇去羥基氫。
官能團的知識至關重要,只有掌握官能團這一知識點,在學中必須加以靈活運用,才能把知識轉化為自己的能力,才能學好有機化學。
有機化學是中學化學的重要組成部分。要想學好有機化學,必須要掌握官能團的性質,深刻領會官能團在有機化學中的重要地位是學好有機化學的金鑰匙。
總之通過有機化學的學習發(fā)現有機化學的規(guī)律性比無機化學更強,一旦掌握規(guī)律,就會使很多題目迎刃而解。這就需要同學們在以后的學習中用心去記識、去理解、去掌握。
參考文獻
近年的高考化學試題較難,今年的試題在保持區(qū)分度的基礎上,考慮新使用全國卷省份的實際情況,總結分析了影響難度的幾個因素,采取了如下措施:(1)注重考查反應基本原理,降低計算的復雜程度;(2)減少信息的數量,在選擇題中減少各種圖示,在反應原理試題和有機化學選考試題中減少新知識信息,通過減少閱讀量給學生更多的思考時間;(3)梯度設計試卷難度,化學第一道選擇題是考查生活中簡單的化學問題,而每道非選擇題均以考查基礎知識為開頭,這樣有利于提升學生答題的信心。
從整體內容上看,試題注重對基礎知識的考查,沒有出現偏怪難題。試題在注重化學與生活、生產實際相結合的同時也注重課本,所以平時對課本細節(jié)把握較好的學生更容易在今年高考中脫穎而出。
二、試題分析
(一)選擇題分析
分析:卷Ⅰ的7道選擇題分別從7個方面去考查化學的基礎知識。其中第13題是一道小綜合題,糅合了物質結構與元素周期律、元素及其化合物及有機化學等知識,巧妙地將結構、無機和有機融合在一起(詳見P53例1)。不同分支間的交叉融合值得我們關注與研究。
卷Ⅱ的7道選擇題分別從5個方面去考查化學的基礎知識。其中化學基礎實驗有2道,分別為第12題和第13題;有機化學有2道,分別為第8題和10題。由此可見在卷Ⅱ的選擇題中化學基礎實驗及有機化學所占比例較大。其中第12題融合了化學基礎實驗和元素及其化合物知識,具有一定的綜合性。
卷Ⅲ的7道選擇題分別從6個方面去考查化學的基礎知識。其中有機化學有2道,分別為第8題和第10題,由此可見在卷Ⅲ的選擇題中有機化學所占比例較大。
3套試題的共同考點包括化學與生活、化學基礎實驗、物質結構與元素周期律、電化學和有機化學。3套試題中第7題均為化學與生活,第11題均為電化學。但卷Ⅰ在第8題中考查了物質的量與阿伏伽德羅常數,而卷Ⅱ和Ⅲ中均未出現。化學反應速率與平衡選擇題均未在今年的3套試題中出現,2017年高考此考點很可能是一個熱點。
亮點:卷Ⅰ第11題是電化學三室式電滲析處理廢水。此題將電化學知識與生活緊密聯(lián)系在一起,情境很新,裝置中有兩個離子交換膜分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜。該題的裝置圖與第一次入選2016年《考試說明》題型示例的2014年全國卷Ⅰ第27題實驗裝置圖很相似,由此可見《考試說明》中新增題型示例值得我們研究。
卷Ⅲ第12題X為Na,Z為Cl,而W或Y卻不是唯一元素,可以有兩組組合:(1) W為N、Y為P;(2)W為O、Y為S。兩組組合均符合題意,不影響解題,其結果都是一樣的。此題具有一定思維容量和開放性,是一道難得的結構好題。
(二)必考非選擇題分析
第26題(綜合實驗題):本題常以不同物質作載體,命題通常涉及實驗操作、實驗現象、實驗目的或原因解釋等,可能會有實驗方案設計或評價。其中,原因分析和實驗方案評價是考查新熱點。
亮點:卷Ⅰ的第26題中,第(1)問在氨氣制備的設問上,給出了兩組備選答案,這容易讓考生懷疑自己的選擇;第(2)問讓考生給出現象和原因解釋,是對考生實驗能力的一種考查。其中,操作2(將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復到室溫)是操作3的現象和原因解題的關鍵。
卷Ⅱ的第26題第(4)問中,聯(lián)氨為二元弱堿,求第一步電離反應的平衡常數。以這種形式考查平衡常數的計算還是首次出現。要準確解答此問,就必須知道聯(lián)氨是如何電離的,以及電離方程式如何書寫,然后列出平衡常數表達式進行計算。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽化學式的書寫更是具有一定難度。酸式酸根為HSO4-,N2H62+為弱堿陽離子,要準確無誤地寫出此化學式還是很有難度。第(5)問已知聯(lián)氨是一種常用的還原劑,則描述聯(lián)氨溶液與AgBr反應的實驗現象更是具有一定難度和挑戰(zhàn)性。
卷Ⅲ的第26題第(5)問白色結晶用蒸餾水洗去表面雜質,再用乙醇洗滌的目的是什么。此問在平時備考中很難遇到,學生要學會分析,就必須知道乙醇的性質。乙醇可以與水以任意比互溶,但溶質不溶于乙醇,且乙醇是易揮發(fā)性的液體。所以此問的設計具有一定的新穎性。第(6)問工藝方法的優(yōu)點缺點評價,是一個開放性問題,對學生思維挑戰(zhàn)性較高。
常見問題:實驗基礎知識欠缺,思維不嚴密。表現為現象描述不完整,裝置選擇與順序錯誤,設計實驗方案可操作性不強等。
復習策略:夯實實驗基礎,提高實驗探究能力。(1)通過歸納對比掌握常見儀器的用途,熟練掌握化學基本操作;(2)系統(tǒng)梳理實驗知識,如實驗基本操作、氣體的制備、物質的檢驗等;(3)分析挖掘教材實驗的內涵,找出高考實驗題之根,做到既知其然,又知其所以然;(4)結合案例提高實驗的基本操作能力以及實驗方案的設計和規(guī)范表述能力,方案設計可能成為今后的命題方向,考生需要針對該類題多加練習。
第27題(反應原理題):本題重在對反應原理部分的考查,題目中常以坐標圖的形式呈現部分命題信息。主要涉及蓋斯定律的應用、平衡圖像分析、圖表分析和化學計算等。題中通常設有簡答,一般需要運用數學思維分析得出化學結論。化學反應速率與平衡、圖表分析、基于真實情境下的化學計算還會繼續(xù)考查,預測2017年難度會略有下降。
甲苯上沒有官能團。
官能團,是決定有機化合物的化學性質的原子或原子團。常見官能團碳碳雙鍵、碳碳三鍵、羥基、羧基、醚鍵、醛基、羰基等,有機化學反應主要發(fā)生在官能團上,官能團對有機物的性質起決定作用。
甲苯,無色澄清液體,有苯樣氣味。有強折光性,甲苯能與乙醇、 乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,極微溶于水。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞: 中藥專業(yè) 有機化學 教學設想
當前我國高等教育正處于由精英型教育向大眾化教育、由應試型教育向素質能力培養(yǎng)型教育轉軌的時期,這是我國高教事業(yè)的重大變革。為了適應這一新形勢,高職院校必須進行教育教學改革[1]。目前,大多數高職院校的有機化學教學,無論從教材結構、教學手段,還是從與專業(yè)結合的角度來看,都與滿足教育轉軌的需要、適應學生就業(yè)的需求有較大差距。
有機化學是中藥專業(yè)學生入校的第一門重要基礎課,不僅為后續(xù)分析化學、中藥化學等課程提供必備的思維方法和綜合運用能力,還擔負著使學生盡快適應大學的教育模式和學習方法的重要任務。教師上好有機化學課,對中藥專業(yè)學生從高中到大學的轉化起到特殊的作用。有機化學的部分知識貼近生活,學好有機化學可以幫助學生理解生活中很多的常見問題。本來有機化學知識系統(tǒng)性很強,學習起來應該很容易,可是我發(fā)現,學生在學習有機化學時并非想象中的那樣,相反問題很多,經過了解,我發(fā)現學生在有機化學的學習中存在的主要問題是害怕,以及對有機物結構的不理解。招生時的文理兼收導致學生的化學基礎差異很大,給有機化學的教學帶來了一定的難度。經過認真的思考,我對中藥專業(yè)有機化學的教學有以下幾點設想。
一、上好第一堂課,激發(fā)學習熱情
“良好的開端,是成功的一半”。在真正進入有機化學的學習之前,要給學生上好第一堂課,在這堂課上教師可以從兩個方面給學生進行講解:一是向學生講解有機化學在平時的生產和生活中的重要應用和作用,比如有機化學在醫(yī)藥、農藥、材料、藥物合成等多個領域的具體應用,以提高學生學習有機化學的熱情和積極性,同時給學生介紹學習有機化學應注意的問題和學習方法,消除學生對學習有機化學的畏懼心理。二是要讓學生知道學習有機化學時掌握有機物的結構的重要性,結構決定性質,各種官能團的講解要詳細。
二、提出做人道理,落實育人目的
“師者,所以傳道、授業(yè)、解惑也。”任課教師除了完成教學任務之外,還有義務向學生進行“如何做人”的思想道德教育。可以利用我國結晶牛胰島素的人工合成對學生進行愛國主義思想教育,激發(fā)學生為振興我國的中藥事業(yè)而學習的熱情。在進行愛國主義的教學中,可以滲透職業(yè)理想的教育,教育學生要轉變思想觀念,樹立崇高的職業(yè)理想,不能把進入大醫(yī)院、大城市作為唯一的就業(yè)途徑,而應該面向基層,到農村去,到老少邊窮地區(qū)去,為我們偉大的社會主義祖國貢獻自己的聰明才智。
三、重視學習能力的培養(yǎng)和訓練
大學課程內容多,信息量大,授課進度快,課堂復習輔導時間少,但自習課相對增多。因此,我們應該引導學生重視課前預習及課后歸納,啟發(fā)學生思考,提高學習能力。可以先告訴學生每章的重點、難點,講授大約幾學時,講授的基本內容,讓學生心中有數。每次提前下發(fā)預習內容,給學生布置明確、具體、帶有啟發(fā)性的閱讀作業(yè),或設置一系列思考題,幫助他們把握重點,了解難點,預先了解知識的脈絡體系。每章內容學習完之后,可以要求學生先自己進行比較、歸納、總結,在此基礎上可啟發(fā)學生獨立思考,融會貫通。
四、結合專業(yè)特點,培養(yǎng)學習興趣
有機化學的特點是物質種類繁多,如果教師不注意調整教學方式,一本教材、一支粉筆,面無表情地講完一本書,學生就會死氣沉沉,心不在焉地聽完一本書。“興趣是最好的老師”。學生對某一學科有強烈的興趣時,就會產生積極的探索精神,從而提高學習的自覺性和學習效率,因此,在教學中,教師應該結合專業(yè)特點,激發(fā)學生的學習興趣。例如獾油可治燙傷,事實上除獾油以外的不少動物油、植物油都有一定的消炎作用,由此引入油脂的教學,學生會較有興趣,也密切了有機化學與中醫(yī)藥的聯(lián)系。
五、發(fā)揮實驗的作用,培養(yǎng)學生綜合素質
實驗是樹立學生科學態(tài)度,提高學生綜合素質的重要途徑。科學態(tài)度的樹立,可以使學生逐步養(yǎng)成勤于思考、積極探索、勇于創(chuàng)新的精神,有利于學生辯證唯物主義科學世界觀的形成,有利于培養(yǎng)學生剛毅頑強、對事業(yè)充滿信心的素質等[2]。教師做演示實驗時,要講解各種儀器的正確操作,邊演示邊講解,并指導學生邊看邊想邊思考,讓學生通過觀察、分析、判斷、概括等方式來發(fā)展思維能力。在實驗前,要求學生預習實驗內容,對實驗目的、實驗操作步驟、應觀察到的實驗現象等做到心中有數,進入實驗室后能保持安靜,按指定座位就座,清點好儀器,防止進入實驗室后“照方配藥”,效果不佳。實驗中,要求學生必須按照實驗的目的和要求,一絲不茍地操作,實事求是地記錄。要讓學生明白,化學反應都是有條件的,如乙烯的實驗室制法中,加熱乙醇和濃硫酸的混合液體,應使液體迅速升溫到170℃,才能生成乙烯氣體,如果加熱到140℃,就生成乙醚。學生通過對所記錄的實驗現象和數據的分析、運用,不但可促進對所學知識的記憶和理解,又可提高分析問題和解決問題的能力。同時在實驗教學中,還可以對學生進行團結、協(xié)作、安全、愛護公物、節(jié)約藥品等方面的教育。
總之,在中藥專業(yè)有機化學教學中,除了要教學生基本知識以外,教師還應教學習方法,鍛煉學生的各種綜合能力,提高學生的綜合素質,為培養(yǎng)新世紀的中藥高素質人才而教書育人。教學是一門藝術,只有在不斷思考中發(fā)現問題并解決問題,我們才能越教越好。
參考文獻:
[1]段志堅,構建高職人才培養(yǎng)模式[J].職業(yè)技術教育,2004.10.